Контроль загрязнения почвы: методы, инструции
Почва является важнейшим компонентом биосферы. Без нее было бы невозможным существование на Земле. На почву постоянно оказывается антропогенное воздействие. Каждый год в нее из атмосферы попадают сотни тонн разнообразных загрязняющих веществ. Это и выхлопные газы, и выбросы промышленных предприятий. Попав в почву, загрязняющие вещества подвергаются разложению. Некоторые из них проходят путь профильной миграции и попадают в водоемы. Наибольшую экологическую опасность несут в себе диоксиды и тяжелые металлы, летучие органические и неорганические соединения и фенолы.
Почвенный покров является биологическим поглотителем. К тому же он способен разрушить и нейтрализовать различные загрязнения. Однако при большой концентрации токсичных элементов это звено биосферы подвергается разрушению. Такое воздействие может привести к нарушению жизненных ритмов нашей планеты.
Виды загрязнений
При определенных обстоятельствах в почве может произойти повышение концентрации различных веществ. Если данный показатель превысит границы предельно допустимого уровня, то это и будет говорить о загрязнении. О наличии данного явления можно утверждать и в случае присутствия в земле любого количества веществ, не характерных для нее и относимых к категории вредных.
Загрязнение почв классифицируется по шести различным степеням. Каждую из них отличает размер снижения продуктивности плодородного слоя, а также количество производимой биомассы.
Почвы могут быть загрязнены:
— отстойными породами и отвалами, выбросами и мусором;
Источники загрязнения почвы
На «здоровье» этого важнейшего компонента биосферы значительное влияние оказывает хозяйственная деятельность человека. Результатом развития технического прогресса является значительное загрязнение почв, и источники ее загрязнения – это прежде всего промышленные отходы, появляющиеся при производстве цветных и черных металлов, а также различных органических соединений, продуктов неорганической химии и т. д. В значительной мере загрязняют окружающую среду и выбросы в атмосферу. Из дыма промышленных предприятий попадают в воздух, воду и почву зола и сажа, оксид углерода и диоксид серы, нитраты, сульфаты и т. д.
Контроль загрязнения почв указывает и на то, что на их состояние пагубно влияют разнообразные технологические отходы, которые представляют собой продукты, отработанные в процессе производственного цикла. Их состав и количество различны. Однако, как правило, это разнообразные углеводороды, список которых только на транспортных и промышленных предприятиях включает более двухсот наименований.
Источники загрязнений в случае производства высокомолекулярных соединений – растворители, мономеры, катализаторы, красители, стабилизаторы и т. д. «Здоровье» у почвы забирает и сама продукция данной сферы: пластмассы и резина, лакокрасочные материалы и т. п.
В немалой степени загрязняет окружающую среду добыча, а также переработка нефти. Это природное ископаемое постоянно разливается, что приводит к засолению почвы. Загрязнение происходит и при сжигании на месторождениях попутного газа.
Цветные и тяжелые металлы попадают в окружающую среду в результате выбросов таких предприятий:
— нефтехимической, химической, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей и многих других отраслей промышленности.
Контроль загрязнения почв дал возможность выяснить тот факт, что в результате обработки полей инсектицидами и пестицидами, а также при внесении удобрений происходит отравление плодородных слоев особо токсичным элементом – мышьяком. Это же вещество попадает в окружающую среду в результате производства стекла, пигментов, дубильных веществ, родентицидов и фунгицидов.
Экологическое положение значительно ухудшается в случае аварий на транспорте и трубопроводах, перемещающих неорганические и органические вещества, а также на АЭС.
Контроль загрязнения почвы позволил выяснить тот факт, что значительным источником вредных веществ являются места, где производится хранение и уничтожение промышленных, фармацевтических и бытовых отходов. Негативно влияют на экологию и хранилища различных отравляющих компонентов.
Необходимость контроля «здоровья» почвы
Атмосферный воздух, а также поверхностные воды периодически самоочищаются от загрязняющих веществ. Почва же обладает рядом специфических особенностей. Она аккумулирует вредные компоненты и не способна очиститься от них в полной мере. Значительный объем токсинов ведет к деградации земляного покрова и к образованию так называемой техногенной пустыни. Это становится причиной нарастания экологической опасности и негативных последствий, несущих в себе прямую угрозу человеческому здоровью. Именно поэтому столь важен контроль загрязнения почвы, целью которого является выявление и предупреждение отрицательного воздействия на биосферу.
Проблема современности
Сегодня вопрос взаимодействия человека с природой находится под пристальным контролем общества. Бесспорно то, что особую остроту приняла проблема загрязнения почв, и методы ее решения позволят сохранить качество жизни населяющих нашу планету людей.
Вопросы экологии должны найти осмысление в человеческом обществе. Это позволит сохранить продуктивность и чистоту природной среды, озоновый слой, биокруговорот веществ и т. д.
Осуществляемый контроль загрязнения почвы показывает, что в ней происходят изменения в содержании микроэлементов. Это сказывается на здоровье человека, приводя к нарушению обменных процессов в его организме и вызывая эндемические патологии местного характера. Так, канцерогенные вещества, попадающие в почву в результате выхлопов, вызывают опухолевые заболевания.
Методы регенерации и охраны почв
Для того чтобы локализовать загрязняющие вещества, используются отстойники и хранилища. Данные сооружения позволяют использовать метод локализации токсинов, ухудшающих экологическую обстановку. Однако контроль загрязнения почвы убедительно доказывает, что лучшим способом борьбы с вредными для нашего здоровья компонентами является их ликвидация. Токсичные продукты можно уничтожать непосредственно в местах их хранения. Для этого применяют такие способы, как сжигание углеводородов, выведение загрязняющих веществ в атмосферу, промывание почв различными минеральными растворами. В том случае, когда токсичными продуктами являются органические элементы, может быть применен биологический метод. Загрязняющие вещества иногда вывозят в специально созданные для их переработки и нейтрализации пункты.
Места осуществления контроля
Исследования состояния почв проводятся в сельскохозяйственных районах. Обязательны они и в зонах, приближенных к городам и промышленным предприятиям. Кроме того, немаловажное значение имеет контроль за загрязнением почвы, производимый на фоновом уровне. Он отражает данные о загрязнении атмосферы, и, как следствие этого, – почвенного слоя.
Основной принцип контрольных мероприятий
Исследования грунта в санитарно-защитной зоне любого предприятия ставят своей целью выявление значений предельно допустимых сбросов и выбросов. Требования к контролю и охране почв от загрязнения предусматривают и проверку на наличие канцерогенных веществ. Их присутствие определяется по наличию бензапирена. Это положение закреплено в ГОСТ 17.4.2.01-81.
Согласно действующим нормативным документам, контроль над загрязнением почв в зонах отдыха, детских садах и лечебно-профилактических учреждениях осуществляется не реже чем два раза в год – осенью и весной. По требованию ГОСТа пробные площадки возле предприятий промышленности должны быть отмечены вдоль существующих векторов розы ветров.
Различными ведомствами составляется собственная инструкция по контролю за состоянием почв, применяемая на предприятиях данной отрасли. Так, Миннефтегазпром разработал рекомендации по охране зон, находящихся в местах добычи нефтепродуктов. Они предусматривают проведение постоянного контроля загрязнения, а также описывают действия, обязательные к выполнению при различных аварийных ситуациях.
Методы контроля
Для того чтобы определить загрязненность изучаемой территории, производят отборы проб грунта. Рекомендации по контролю загрязнения почв, с которыми можно ознакомиться в специально разработанных инструкциях, указывают на необходимость проведения их химического анализа. Он позволит определить предельно допустимую концентрацию токсичных веществ. При этом достаточно эффективно использовать косвенные методы контроля загрязнения почв. В их перечень входит:
— анализ поведения и распространения различных видов микроорганизмов, беспозвоночных и растений, которые являются индикаторами «здоровья» почвенного слоя;
— визуально полученная оценка состояния фитогенеза.
Контроль радиоактивного загрязнения почвы
Радионуклиды, имеющие большой период полураспада, попадают на землю извне, из атмосферы, накапливаются в ее верхних слоях. Данная проблема загрязнения почв и методы ее решения весьма актуальны для человечества. Эти вещества несут в себе опасность для здоровья людей и в значительной степени способны ухудшить экологическую ситуацию. В связи с этим требуется постоянный контроль за радиоактивным загрязнением почв.
Для его осуществления используют метод отбора грунтовых проб, которые подвергаются лабораторному гамма-спектрометрическому анализу. Контроль может быть произведен и в полевых условиях. Для этого также проводится гамма-спектрометрический анализ с применением портативных приборов «Белла» или СРП-88.
Контроль уровня пестицидов
В целях борьбы с сорняками, нежелательными насекомыми и грибковыми болезнями плодородные почвы подвергаются обработке инсектицидами, фунгицидами и инсектицидами. Все они, а также репелленты и фумиганты, повышающие урожайность, относятся к пестицидам. Данные вещества являются биологически активными, и при повышении их концентрации наносится значительный урон окружающей среде.
Именно поэтому необходим постоянный контроль загрязнения почв пестицидами. Сегодня для этого разработаны конкретные инструкции и методы отбора проб. Они дают возможность определить микроколичество гербицидов и пестицидов. Об основных моментах, позволяющих осуществить качественный контроль сельскохозяйственных земель, можно узнать из Правил, разработанных Институтом экспериментальной метеорологии Росгидромета. Этот документ является инструкцией, разъясняющей основные этапы подготовки контроля, а также его проведения и получения необходимых результатов.
Микробиологический контроль почв
Земля территорий городов, поселков, а также сельскохозяйственных угодий не должна содержать в себе несущих опасность для человека микробиологических организмов. Для этого разработаны и действуют конкретные показатели предельно допустимого уровня, которые закреплены в гигиенических нормативах и санитарных правилах.
Применяемые методы микробиологического контроля почвы изложены в методических рекомендациях, составленных сотрудниками Федерального центра госсанэпиднадзора Минздрава России, Федерального научного центра им. Ф. Ф. Эрисмана, а также центра ГСЭН в Краснодарском крае.
Источник
Контроль за почвой по районам
2.1.7. ПОЧВА, ОЧИСТКА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ, БЫТОВЫЕ
И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОТХОДЫ, САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ
Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест
Hygienic evaluation of soil in residential areas
Дата введения 1999-04-05
1. РАЗРАБОТАНЫ: НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н.Сысина РАМН (Н.В.Русаков, Н.И.Тонкопий, Н.Л.Великанов), ИМПИТМ им. Е.И.Марциновского МЗ РФ (Н.А.Романенко, Г.И.Новосильцев, Л.А.Ганушкина, В.П.Дремова, Е.П.Хроменкова, Л.В.Гримайло, Т.Г.Козырева, В.И.Евдокимов, О.А.Землянский, В.В.Евдокимов, А.Н.Волищев, В.В.Горохов), ООО «РАДОН» (В.Д.Симонов), ВНИИ природы (Ю.М.Матвеев).
2. УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г.Онищенко 5 февраля 1999 г.
3. ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ.
4. С выходом настоящих методических указаний утрачивают силу в части проведения гигиенической оценки степени биологического и химического загрязнения почв «Методические указания по санитарно-микробиологическому исследованию почвы» от 04.08.76 N 1446-76 и «Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами» от 13.03.87 N 4266-87, а также «Оценочные показатели санитарного состояния почвы населенных мест» от 7 июля 1977 г. N 1739-77.
1. Область применения
Настоящий документ является нормативно-методической базой для осуществления государственного санитарно-эпидемиологического надзора за санитарным состоянием почв населенных мест, сельскохозяйственных угодий, территорий курортных зон и отдельных учреждений. Документ предназначен для учреждений Государственной санитарно-эпидемиологической службы Российской Федерации и специальных служб федеральных органов исполнительной власти, осуществляющих ведомственный санитарно-эпидемиологический надзор.
Опасность загрязнения почв определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты и прямо или опосредованно на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы самоочищения.
Результаты обследования почв учитывают при определении и прогнозе степени их опасности для здоровья и условий проживания населения в населенных пунктах, разработке мероприятий по их рекультивации, профилактике инфекционной и неинфекционной заболеваемости, схем районной планировки, технических решений по реабилитации и охране водосборных территорий, при решении очередности санационных мероприятий в рамках комплексных природоохранных программ и оценке эффективности реабилитационных и санитарно-экологических мероприятий и текущего санитарного контроля за объектами, прямо или косвенно воздействующими на окружающую среду населенного пункта.
Использование единых методических подходов будет способствовать получению сопоставимых данных при оценке уровней загрязнения почв.
Оценка опасности загрязненной почвы населенных пунктов определяется: 1) эпидемической значимостью; 2) ролью ее как источника вторичного загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха и при непосредственном контакте с человеком.
Санитарная характеристика почв населенных мест основывается на лабораторных санитарно-химических, санитарно-бактериологических, санитарно-гельминтологических, санитарно-энтомологических показателях.
2. Нормативные ссылки
5. Порядок разработки, экспертизы, утверждения, издания и распространения нормативных и методических документов системы санитарно-эпидемиологического нормирования. Р 1.1.001-1.1.005-96.
3. Термины и определения
Санитарное состояние почвы — совокупность физико-химических и биологических свойств почвы, определяющих качество и степень ее безопасности в эпидемическом и гигиеническом отношениях.
Химическое загрязнение почвы — изменение химического состава почвы, возникшее под прямым или косвенным воздействием фактора землепользования (промышленного, сельскохозяйственного, коммунального), вызывающее снижение ее качества и возможную опасность для здоровья населения.
Биологическое загрязнение почв — составная часть органического загрязнения, обусловленного диссеминацией возбудителей инфекционных и инвазионных болезней, а также вредными насекомыми и клещами, переносчиками возбудителей болезней человека, животных и растений.
Показатели санитарного состояния почв — комплекс санитарно-химических, микробиологических, гельминтологических, энтомологических характеристик почвы.
Буферная способность почвы — способность почвы поддерживать химическое состояние на неизменном уровне при воздействии на почву потока химического вещества.
Приоритетный компонент загрязнения почвы — вещество или биологический агент, подлежащий контролю в первую очередь.
Фоновое содержание (загрязнение) — содержание химических веществ в почвах территорий, не подвергающихся техногенному воздействию или испытывающих его в минимальной степени.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) химического вещества в почве представляет собой комплексный показатель безвредного для человека содержания химических веществ в почве, т.к. используемые при ее обосновании критерии отражают возможные пути воздействия загрязнителя на контактирующие среды, биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения. Обоснование ПДК химических веществ в почве базируется на 4 основных показателях вредности, устанавливаемых экспериментально: транслокационном, характеризующим переход вещества из почвы в растение, миграционный водный характеризует способность перехода вещества из почвы в грунтовые воды и водоисточники, миграционный воздушный показатель вредности характеризует переход вещества из почвы в атмосферный воздух и общесанитарный показатель вредности характеризует влияние загрязняющего вещества на самоочищающую способность почвы и ее биологическую активность. При этом каждый из путей воздействия оценивается количественно с обоснованием допустимого уровня содержания вещества по каждому показателю вредности. Наименьший из обоснованных уровней содержания является лимитирующим и принимается за ПДК.
4. Обозначения и сокращения
ПДК — предельно допустимая концентрация загрязнителя.
ОДК — ориентировочно допустимая концентрация вещества.
5. Общие положения
5.1. Программа обследования почвы определяется целями и задачами исследования с учетом санитарно-эпидемического состояния района, уровня и характера техногенной нагрузки, условий землепользования.
5.2. При выборе объектов в первую очередь обследуют почвы территорий повышенного риска воздействия на здоровье населения (детские дошкольные, школьные и лечебные учреждения, селитебные территории, зоны санитарной охраны водоемов, питьевого водоснабжения, земли, занятые под сельхозкультуры, рекреационные зоны и т.д.).
5.3. Отбор, транспортирование, хранение, подготовка к анализу и анализ проб осуществляются в соответствии с утвержденными нормативными документами (позиции 3, 5, 9, 10, 11, 16, 17, 26, библиографические данные). Принципиальные положения по отбору проб почвы представлены в таблице 1.
Методологические принципы отбора проб почвы для оценки санитарного состояния почв
Частота отбора проб
Размещение пробных площадок
Необходимое количество пробных площадок
Размер пробных пло-
щадок
Количество объединенных проб с одной площадки
Глубина отбора проб, см
Масса объеди-
ненной пробы
не менее 1 раз/год
на разных расстояниях от источника загрязнения
не менее одной в каждом месте контроля
одна из не менее чем 5 точек по 200 г каждая
в местах возможного нахождения людей, животных, загрязнения органическими отходами
на площади 100 м одна площадка
10 из 3-х точечных по 200-250 г каждая
то же, что и для бактериологии
на площади 100 м одна площадка
4-10 каждая из 10 точечных по 20 г каждая
сборники разных типов, свалки, иловые площадки
вокруг одного объекта 10 площадок
1 из 10 площадок
гической активности почв
в течение 3 месяцев (вегета-
1-й мес — еженедельно, затем
не менее 1 экспериментальной и
1 контрольной площадки
ненная из не менее, чем 5 точечных по 200 г
Контроль за загрязнением почв населенных пунктов проводится с учетом функциональных зон города. Места отбора проб предварительно отмечаются на картосхеме, отражающей структуру городского ландшафта. Пробная площадка должна располагаться на типичном для изучаемой территории месте. При неоднородности рельефа площадки выбирают по элементам рельефа. На территорию, подлежащую контролю, составляют описание с указанием адреса, точки отбора, общего рельефа микрорайона, расположения мест отбора и источников загрязнения, растительного покрова, характера землепользования, уровня грунтовых вод, типа почвы и других данных, необходимых для правильной оценки и трактовки результатов анализов образцов.
5.3.1. При контроле за загрязнением почв промышленными источниками площадки для отбора проб располагают на площади трехкратной величины санитарно-защитной зоны вдоль векторов розы ветров на расстоянии 100, 200, 300, 500, 1000, 2000, 5000 м и более от источника загрязнения (ГОСТ 17.4.4.02-84).
5.3.2. Для контроля санитарного состояния почв детских дошкольных, школьных и лечебно-профилактических учреждений, игровых площадок и зон отдыха отбор проб проводят не менее 2 раз в год — весной и осенью. Размер пробной площадки должен быть не более 5х5 м. При контроле санитарного состояния почв территорий детских учреждений и игровых площадок отбор проб проводится отдельно из песочниц и общей территории с глубины 0-10 см.
5.3.3. С каждой песочницы отбирается одна объединенная проба, составленная из 5 точечных. При необходимости возможен отбор одной объединенной пробы из всех песочниц каждой возрастной группы, составленной из 8-10 точечных проб.
Пробы почвы отбирают либо с игровых территорий каждой группы (одна объединенная из не менее пяти точечных), либо одна объединенная проба с общей территории из 10 точечных, при этом следует учитывать наиболее вероятные места загрязнения почв.
5.3.4. При контроле почв в районе точечных источников загрязнения (выгреба, мусоросборники и т.п.) пробные площадки размером не более 5х5 м закладываются на разном расстоянии от источника и в относительно чистом месте (контроль).
5.3.5. При изучении загрязнения почв транспортными магистралями пробные площадки закладываются на придорожных полосах с учетом рельефа местности, растительного покрова, метео- и гидрологических условий. Пробы почвы отбирают с узких полос длиной 200-500 м на расстоянии 0-10, 10-50, 50-100 м от полотна дороги. Одна смешанная проба составляется из 20-25 точечных, отобранных с глубины 0-10 см.
5.3.6. При оценке почв сельскохозяйственных территорий пробы почвы отбирают 2 раза в год (весна, осень) с глубины 0-25 см. На каждые 0-15 га закладывается не менее одной площадки размером 100-200 м в зависимости от рельефа местности и условий землепользования (26).
5.3.7. Геохимическое картирование территории крупных городов с многочисленными источниками загрязнения проводится по сети апробирования (12, 15). Для выявления очагов загрязнения геохимиками рекомендуемая плотность отбора 1-5 проб/км с расстоянием между точками отбора 400-1000 м. Для дальнейшего выделения территории с максимальной степенью загрязнения сеть апробирования сгущается до 25-30 проб/км и расстоянием между точками отбора около 200 м. Пробы рекомендуется отбирать с глубины 0-5 см. Размер сети апробирования может меняться в зависимости от масштаба картирования, характера использования территории, требований к уровню их загрязнения (приложение 1), а также пространственной вариабельностью содержания загрязнения на отдельных участках обследуемых территорий.
Картирование осуществляется специализированными организациями.
5.3.8. Точечные пробы отбирают в соответствии с ГОСТом (5), с соблюдением стерильности для санитарно-микробиологического и гельминтологического анализов и в доверху заполненные контейнеры с притертыми крышками при определении загрязнения летучими веществами, на пробной площадке методом конвертов. Объединенную пробу составляют из равных по объему точечных (не менее 5), отобранных на одной площадке. Объединенные пробы должны быть упакованы в чистые полиэтиленовые пакеты, закрыты, маркированы, зарегистрированы в журнале отбора проб и пронумерованы. На каждую пробу составляется сопроводительный талон, вместе с которым проба вкладывается во второй внешний пакет, что обеспечивает целостность и безопасность их транспортирования. Время от отбора проб до начала их исследований не должно превышать 1 суток.
Подготовка проб к анализу проводится в соответствии с видом анализа (5). В лаборатории проба освобождается от посторонних примесей, доводится до воздушно-сухого состояния, тщательно перемешивается и делится на части для проведения анализа. Отдельно оставляется контрольная часть от каждой анализируемой пробы (около 200 г) и хранится в холодильнике 2 недели на случай арбитража.
5.4. Перечень показателей химического и биологического загрязнения почв определяется исходя из:
— целей и задач исследования;
— характера землепользования (приложение 2);
— специфики источников загрязнения, определяющих характер (состав и уровень) загрязнения изучаемой территории (приложения 3, 4);
— приоритетности компонентов загрязнения в соответствии со списком ПДК и ОДК химических веществ в почве и их класса опасности по ГОСТу 17.4.1.02-83. «Охрана природы. Почва. Классификация химических веществ для контроля загрязнения», (приложение 5).
5.5. Определение концентраций химических веществ в почве проводится методами, использованными при обосновании ПДК (ОДК) или методами, метрологически аттестованными (15, 18, 19, 22, 23).
6. Оценка степени химического загрязнения почв
6.1. Основным критерием гигиенической оценки загрязнения почв химическими веществами является предельно допустимая концентрация (ПДК), или ориентировочно допустимая концентрация (ОДК) химических веществ в почве.
6.2. Оценка степени опасности загрязнения почвы химическими веществами проводится по каждому веществу с учетом следующих общих закономерностей:
— Опасность загрязнения тем выше, чем больше фактическое содержание компонентов загрязнения почвы превышает ПДК, что может быть выражено коэффициентом 
, т.е. опасность загрязнения тем выше, чем больше превышает единицу.
— Опасность загрязнения тем выше, чем выше класс опасности контролируемого вещества, его персистентность, растворимость в воде и подвижность в почве и глубина загрязненного слоя.
— Опасность загрязнения тем больше, чем меньше буферная способность почвы, которая зависит от механического состава, содержания органического вещества, кислотности почвы. Чем ниже содержание гумуса, рН почвы и легче механический состав, тем опаснее ее загрязнение химическими веществами.
Источник